JPH07208119A - エンジン用タペット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プッシュロッドの当り面をなす部位の硬度を
選択的に上げ、耐摩耗性の向上を図る。 【構成】 プッシュロッド当り面１３をなす部位をタペ
ット本体１とは別個に形成した入れ子１１で形成する。
入れ子１１の材質はその当り面１３に要求される硬度、
タペットの製法に応じて選定できる。同当り面１３の硬
度をタペット本体１の硬度より高く保持して、耐久性の
向上を図った。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジン用タペットに
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、エンジンの高出力化、低燃費化等
に対応すべく、エンジンの弁機構を構成するエンジン用
タペット（以下、単にタペットともいう）にも耐久性向
上の要請が極めて高い。こうした要請に応える技術とし
て、タペット本体の底壁つまりカムの当り面（以下、カ
ム当り面ともいう）に、セラミックチップ（板）などの
耐摩耗性の高い焼結体をロー付けにより接合し、カムが
セラミックに当るようにしてカム当り面の耐摩耗性の向
上を図ったものが知られている。また、セラミックに代
え、超硬合金をカム当り面に接合（形成）する技術も知
られている。

【０００３】こうした中、本願出願人は、特開平２−５
５８０９号公報記載の技術を提案している。このもの
は、図５に示すように、金属製のタペット本体（以下、
単に本体ともいう）８１の底壁にセラミックチップ８２
をロー付けにより接合してカム８３がセラミックに当る
ようにしてカム当り面８４の耐摩耗性の向上を図った上
で、本体８１を、ＪＩＳ ＳＮＣＭ６３０やＪＩＳ Ｓ
ＫＣ２４のようにマルテンサイト変態により焼が入る炭
素鋼で形成しておき、本体８１へのセラミックチップ８
２のロー付け接合のための加熱温度域からの冷却により
マルテンサイト変態を生じさせて本体８１を硬化させ、
プッシュロッド８５の当り面（以下、プッシュロッド当
り面ともいう）８６やシリンダブロック８７との摺動面
となる側面８８をも含め、本体８１全体の高硬度化を図
り、タペットの耐摩耗性ないし耐久性の向上を図ったも
のである。すなわち、この技術によれば、カム当り面８
４のみならず、プッシュロッド当り面８６も硬度化が図
られるから耐久性の高いタペットを得ることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】特開平２−５５８０９
号公報記載の技術においては、プッシュロッド当り面８
６をなす部位はタペット本体８１と一体のものであり、
そして、その当り面８６の硬度化は、本体８１へのセラ
ミックチップ８２のロー付け時における冷却過程でのマ
ルテンサイト変態による焼入れに依存している。このた
め、プッシュロッド当り面８６は硬くなるが、その硬度
はタペット本体８１の他の部位と同等にとまる。一方、
この技術においては、タペット本体８１は、マルテンサ
イト変態による焼入れ性のみならずセラミックとのロー
付け接合の点で相性のよい鋼材を選択しなければならな
い。プッシュロッド当り面８６は、弁機構上、カム当り
面８４ほどの耐摩耗性が要求されないとはいえ、こうし
たロー付け接合における焼入れに向く鋼材は少なく、ま
たそうした鋼材で得られるプッシュロッド当り面の硬度
は必ずしも十分とはいえない。

【０００５】こうしたことから、特開平２−５５８０９
号公報記載の技術は、タペット本体に適用できる鋼材の
選択性の点やプッシュロッド当り面の耐摩耗性の点で、
今一歩であるといった指摘があった。そしてこの問題
は、カム当り面が超硬合金で形成されている場合でも同
様である。このように、特開平２−５５８０９号公報記
載の技術を含め、従来のタペットは、カム当り面の耐摩
耗性は優れるもののプッシュロッド当り面の硬度ないし
耐摩耗性の点において、まだ不十分であった。本発明
は、こうした問題点を解決することをその目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係るエンジン用タペットは、プッシュロッ
ドの当り面をなす部位を、タペット本体とは別個の部材
で形成し、そのタペット本体に固着することで構成して
なることにある。また、前記別個の部材（以下、別部材
ともいう）におけるプッシュロッドの当り面の硬度を前
記タペット本体の硬度より高く保持したことにある。

【０００７】

【作用】上記の構成により、本発明によれば、カム当り
面に次いで高硬度が要求されるプッシュロッドの当り面
（別部材）に適宜の材質（素材）を選定することができ
る。したがって、この別部材に、タペットの製法などに
応じ、要求される硬度が発揮される物性をもつ材質（材
料）を選択することにより、高硬度のプッシュロッド当
り面を得ることができる。そして、プッシュロッド当り
面の硬度をタペット本体の硬度より高く保持したものに
おいては、タペットの耐久性の向上を図ることができ
る。

【０００８】

【実施例】本発明に係るタペットを具体化した実施例１
について図１を参照して詳細に説明する。ただし本例で
は、以下に詳述するように、タペット本体１の底壁下面
２に、セラミックチップＣをロー付けにより接合し、ま
た、プッシュロッド当り面１３をなす別部材１１もロー
付けにより本体１に接合して製造したものであり、この
ロー付け時の加熱温度域からの冷却によりマルテンサイ
ト変態を生じさせて別部材１１を硬くした。

【０００９】まず、タペット本体１とセラミックチップ
Ｃについて説明する。本体１は、逆きのこ形で有底の円
筒状をなすもので、ＪＩＳ ＳＮＣＭ６３０よりなる素
材を冷間鍛造した後、機械加工により図１に示した形状
に仕上げたものである。一方、セラミックチップＣは、
Ｓｉ3 Ｎ4 ９０％粉末にＹ2 Ｏ3 −Ａｌ2 Ｏ3 系焼結助
材と成形バインダを加えて混合し、金型プレスにて円形
板に成形した後、Ｎ2ガス雰囲気中で焼成し、その後、
両面を研削して得たものである。因みに寸法は、本体１
が、つば部３の外径がφ３５ｍｍ、シリンダブロックと
の摺動部（円筒部）４の内、外径がそれぞれφ１７ｍ
ｍ、φ２０ｍｍで、高さが６０ｍｍである。なお本体１
の内側底面５は内径φ１７ｍｍで平坦に形成され、プッ
シュロッド当り面１３をなす、本体１とは別個独立の部
材からなる入れ子状の部品（以下、「入れ子」ともい
う）１１がほぼ隙間無く着座状態で嵌着されるようにな
っている。なお、セラミックチップＣは、直径φ３５ｍ
ｍ、厚さ１．５ｍｍである。

【００１０】さて、プッシュロッド当り面１３をなす入
れ子１１は、本例では、ＪＩＳ ＳＮＣＭ６１６（ハダ
焼き鋼）よりなる素材を冷間鍛造後、機械加工により外
径をφ１７ｍｍ、高さ（厚さ）を１０ｍｍとし、上面中
央をテーパー部１２を介して半球面状に凹ましてプッシ
ュロッド当り面１３としている。ただし、本例における
入れ子１１は、予め深さ約１ｍｍの浸炭を施してある。

【００１１】しかして本例では、本体１の底壁下面２と
セラミックチップＣとの間に、図示しない直径３５ｍ
ｍ、厚さ０．０５ｍｍの箔状に形成された、Ｔｉ−Ｉｎ
−Ｃｕ−Ａｇ系活性ロー材（Ｔｉ；１．５％，Ｉｎ；１
２．５％，Ｃｕ；２７％，Ａｇ；６０％）を挟み、か
つ、本体１の内側底面５に、図示しないＩｎ−Ｃｕ−Ａ
ｇ系ロー材を装填し、入れ子１１を円筒部４の端部（図
１上）から挿入してその底面１４を着座させ、真空で８
００℃の下、３０分保持後、Ｎ2 ガス置換冷却炉で、２
００℃まで約３０分かけて冷却した。本例では、本体１
と入れ子１１とを、このロー付け接合のための加熱温度
域からの冷却により焼き入れしたものである。

【００１２】入れ子１１は浸炭後の焼入れのため、本体
１に比べて表面層の硬度が高く、こうしたロー付け条件
により得られた完成品における硬度（ビッカース）は、
本体１がＨｖ４００（接合処理前 Ｈｖ２５０）であっ
たのに対し、入れ子１１、つまりプッシュロッド当り面
１３はＨｖ５５０（接合処理前 Ｈｖ２００）であっ
た。ロー付け後の冷却により焼き入れして硬度化したも
のであるため、セラミックチップの強度の低下もなく、
好適な手法といえる。なお、本例の変形例として、入れ
子の材質を本体と同材質のＪＩＳ ＳＮＣＭ６３０と
し、前記同様、浸炭処理して上記と同様にマルテンサイ
ト変態による焼入れでもって硬度化することもできる。

【００１３】図２は、実施例２を示したものである。本
例は、入れ子の材質を前例のＪＩＳＳＮＣＭ６１６から
ＪＩＳ ＳＫＣ２４製（中空鋼）とした点が相違する
が、製法も含め前例と基本的に共通するために相違点の
み説明する。すなわち、前例では入れ子を本体の底面に
着座させたが本例では、タペット本体２１のつば部（カ
ム当り面）２３と反対側の端部寄りに固着したものであ
る。本例では本体２１の円筒部２４の開口端部寄りの内
径が段付き状に拡径されており、この拡径部２６に入れ
子３１を挿入、嵌着し、底面３４の外周を段部２７に当
接させ、真空で７９５℃の下、３０分保持後、Ｎ2 ガス
置換冷却炉で、２００℃まで約３０分かけて冷却して、
ロー付けおよび焼入れした。

【００１４】本例では完成品の硬度は、本体２１が前例
と同じＨｖ４００であり、入れ子３１のプッシュロッド
当り面３３は、Ｈｖ５００（接合処理前 Ｈｖ３００）
であった。因みに、本体２１のつば部２３の外径および
セラミックチップＣの外径はφ３０であり、円筒部２４
の内外径は、それぞれφ１０ｍｍ、１８ｍｍであり、開
口寄りの拡径部２６の内径および入れ子３１の外径はφ
１４ｍｍとされている。

【００１５】図３は実施例３を示したものであり、φ４
０のＳ５０Ｃ（機械構造用炭素鋼）製の素材からコップ
状に形成したタペット本体４１の底壁下面４２に対し、
ＷＣ（炭化タングステン）粉末とＮｉ粉末とを適宜の重
量比で混合して円板状に加圧成形したものを配置する一
方、ＪＩＳ ＳＫＤ１１（ダイス鋼）でつくったφ１５
ｍｍ、厚さ１２ｍｍの入れ子５１をＮｉ系ロー材（図示
せず）を介し、本体４１底部４３に所定深さで形成され
た平面視円形の凹部４４に嵌着し、１３００℃真空中で
３０分保持して炉冷して得たものである。本例では、焼
結時にＮｉによるロー付け効果により底壁下面４２に超
硬合金（カム当り面）Ｃを一体形成すると同時に、入れ
子５１をロー付けし、冷却過程で入れ子５１を焼き入れ
したものである。本例においては本体４１は、Ｓ５０Ｃ
製のために焼きが入らず硬度はＨｖ１６０となったが、
入れ子５１のプッシュロッド当り面５３には焼きが入
り、Ｈｖ６００（接合処理前 Ｈｖ２４０）であった。

【００１６】上記実施例では、プッシュロッド当り面を
なす部位、つまり入れ子（別部材）を鋼材製とし、カム
当り面をなす焼結体（セラミックチップ）のロー付け接
合時の加熱温度域からの冷却による焼入れを行うこと
で、プッシュロッド当り面をタペット本体より高硬度化
した場合を例示したものであるが、この場合には、その
冷却速度でプッシュロッド当り面が、適当な硬度となる
金属材料を選定すればよい。因みに、プッシュロッド当
り面の硬度は、Ｈｖ５００以上に保持するとよい。

【００１７】なお本発明においては、入れ子の材質につ
いて、カム当り面をなす焼結体とのロー付けの相性を考
慮して選定できる場合には、図４に示した実施例４のよ
うに、入れ子（別部材）７１を焼結体Ｃとも接合される
ようにして本体６１にロー付けにより固着することもで
きる。すなわち、タペット本体６１の底壁下面６２を貫
通させ、同底壁下面６２にセラミック又は超硬などの耐
摩耗性を有する焼結体Ｃを配置、接合してカム当り面を
形成すると同時に、焼結体Ｃの上面Ｃａに入れ子７１を
嵌着させ、入れ子７１の底面７４と側面７５をそれぞれ
焼結体Ｃの上面Ｃａと本体６１の底壁内側面６４とで実
施例１と同じ手法でもってロー付け接合することで具体
化することもできる。

【００１８】本発明は、タペットにおけるプッシュロッ
ドの当り面をなす部位、つまりその当り面を構成する部
分が、タペット本体とは別個の部材（入れ子）からな
り、これが適宜の手段でもって固着（接着）され、タペ
ットを形成しておればよく、この固着の手段ないしタペ
ットの製法は上記したものに限定されるものではない。
またタペット完成品において、タペット本体の硬度より
プッシュロッド当り面の硬度を選択的に高く保持しうる
ものであればよく、したがって、例えば、カム当り面を
なす焼結体（チップ）をロー付けにより形成する場合、
プッシュロッド当り面をなす別部材として、本体より高
硬度をもち、かつそのロー付けにより硬さが低下（焼
鈍）しない材質からなるものであれば、焼結体のロー付
け前に圧入や焼嵌（冷嵌）或いはカシメ、さらにはねじ
込みなどにより本体に固着しておいてもよい。また、逆
に、ロー付けにより接合後において、本体より硬度の高
い適当な硬度をもつ金属、又は別途、熱処理（焼入れ）
して高硬度とした炭素鋼（Ｓ４０Ｃ，Ｓ５０Ｃ、ＳＣ
ｒ）などを前記と同様、圧入などにより固着することで
も具体化できる。なお、別部材の形状は、適宜の形とす
ればよい。

【００１９】コストの上昇はあるものの、別部材をカム
当り面と同様にセラミックや超硬などの耐摩耗性の高い
焼結体とし、カム当り面の接合（形成）と同時にロー付
けなどにより固着することも可能である。上記において
は、平タペットであり、カム当り面がセラミック若しく
は超硬で形成されるエンジン用タペットにおいて具体化
したが、本発明は必ずしもこうした種類のエンジン用タ
ペットに限定されるものではない。

【００２０】

【発明の効果】本発明のエンジン用タペットによれば、
プッシュロッドの当り面をなす部位をタペット本体とは
別個の部材（別部材）でもって形成したので、タペット
の製法などに応じ、この別部材に適宜の材質（素材）を
選定することができる。したがって、要求される硬度が
発揮される物性をもつ材質からなるものを別部材とする
ことで、所望とする硬度のプッシュロッド当り面を必要
部分に選択的に得ることができる。そして、プッシュロ
ッド当り面の硬度をタペット本体の硬度より高く保持し
たものにおいては、その分、タペットの耐久性の向上を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るエンジン用タペットの実施例１を
示す一部破断正面図。

【図２】本発明に係るエンジン用タペットの実施例２を
示す一部破断正面図。

【図３】本発明に係るエンジン用タペットの実施例３を
示す中央縦断面図。

【図４】本発明に係るエンジン用タペットの実施例４を
示す中央縦断部分断面図。

【図５】従来のエンジン用タペットを説明する中央縦断
面図。

【符号の説明】

１，２１，４１，６１ タペット本体 １１，３１，５１，７１ 入れ子（別部材） １３，３３，５３，７３ プッシュロッド当り面 Ｃ セラミックチップ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プッシュロッドの当り面をなす部位を、
   タペット本体とは別個の部材で形成し、そのタペット本
   体に固着することで構成してなることを特徴とするエン
   ジン用タペット。
2. 【請求項２】 プッシュロッドの当り面をなす部位を、
   タペット本体とは別個の部材で形成し、そのタペット本
   体に固着することで構成し、かつ前記別個の部材におけ
   るプッシュロッドの当り面の硬度を前記タペット本体の
   硬度より高く保持したことを特徴とするエンジン用タペ
   ット。